Published June 7, 2012
| Version v1
Publication
Open
EphA3 Expressed in the Chicken Tectum Stimulates Nasal Retinal Ganglion Cell Axon Growth and Is Required for Retinotectal Topographic Map Formation
Creators
- 1. University of Buenos Aires
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. Favaloro University
- 4. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 5. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular
Description
Retinotopic projection onto the tectum/colliculus constitutes the most studied model of topographic mapping and Eph receptors and their ligands, the ephrins, are the best characterized molecular system involved in this process. Ephrin-As, expressed in an increasing rostro-caudal gradient in the tectum/colliculus, repel temporal retinal ganglion cell (RGC) axons from the caudal tectum and inhibit their branching posterior to their termination zones. However, there are conflicting data regarding the nature of the second force that guides nasal axons to invade and branch only in the caudal tectum/colliculus. The predominant model postulates that this second force is produced by a decreasing rostro-caudal gradient of EphA7 which repels nasal optic fibers and prevents their branching in the rostral tectum/colliculus. However, as optic fibers invade the tectum/colliculus growing throughout this gradient, this model cannot explain how the axons grow throughout this repellent molecule.By using chicken retinal cultures we showed that EphA3 ectodomain stimulates nasal RGC axon growth in a concentration dependent way. Moreover, we showed that nasal axons choose growing on EphA3-expressing cells and that EphA3 diminishes the density of interstitial filopodia in nasal RGC axons. Accordingly, in vivo EphA3 ectodomain misexpression directs nasal optic fibers toward the caudal tectum preventing their branching in the rostral tectum.We demonstrated in vitro and in vivo that EphA3 ectodomain (which is expressed in a decreasing rostro-caudal gradient in the tectum) is necessary for topographic mapping by stimulating the nasal axon growth toward the caudal tectum and inhibiting their branching in the rostral tectum. Furthermore, the ability of EphA3 of stimulating axon growth allows understanding how optic fibers invade the tectum growing throughout this molecular gradient. Therefore, opposing tectal gradients of repellent ephrin-As and of axon growth stimulating EphA3 complement each other to map optic fibers along the rostro-caudal tectal axis.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يشكل الإسقاط الشبكي على السقوف/الأكوام النموذج الأكثر دراسة لرسم الخرائط الطوبوغرافية ومستقبلات Eph وروابطها، الإفرين، هي أفضل نظام جزيئي مميز يشارك في هذه العملية. Ephrin - As، المعبر عنه بتدرج منقاري ذيلي متزايد في السقيفة/الأكوام، يصد محاور خلية العقدة الشبكية الصدغية (RGC) من السقيفة الذيلية ويثبط تفرعها الخلفي إلى مناطق الإنهاء الخاصة بها. ومع ذلك، هناك بيانات متضاربة فيما يتعلق بطبيعة القوة الثانية التي توجه المحاور الأنفية للغزو والتفرع فقط في السقوف/الأكوام الذيلية. يفترض النموذج السائد أن هذه القوة الثانية تنتج عن انخفاض التدرج المنقاري الذنبي لـ EphA7 الذي يصد الألياف البصرية الأنفية ويمنع تفرعها في السقوف/الأكوام المنقارية. ومع ذلك، عندما تغزو الألياف البصرية السقوف/الأكوام التي تنمو في جميع أنحاء هذا التدرج، لا يمكن لهذا النموذج أن يفسر كيفية نمو المحاور في جميع أنحاء هذا الجزيء الطارد. من خلال استخدام مزارع شبكية الدجاج، أظهرنا أن EphA3 ectodomain يحفز نمو محور RGC الأنفي بطريقة تعتمد على التركيز. علاوة على ذلك، أظهرنا أن المحاور الأنفية تختار النمو على الخلايا المعبرة عن EphA3 وأن EphA3 يقلل من كثافة الأقدام الخيطية الخلالية في محاور RGC الأنفية. وفقًا لذلك، في الكائن الحي EphA3 ectodomain misexpression يوجه الألياف البصرية الأنفية نحو السقيفة الذيلية مما يمنع تفرعها في السقيفة المنقارية. لقد أظهرنا في المختبر وفي الكائن الحي أن EphA3 ectodomain (الذي يتم التعبير عنه في تدرج منقاري ذنبي متناقص في السقيفة) ضروري لرسم الخرائط الطبوغرافية عن طريق تحفيز نمو المحور الأنفي نحو السقيفة الذيلية وتثبيط تفرعها في السقيفة المنقارية. علاوة على ذلك، تسمح قدرة EphA3 على تحفيز نمو المحور العصبي بفهم كيفية غزو الألياف البصرية للسطح الذي ينمو في جميع أنحاء هذا التدرج الجزيئي. لذلك، فإن التدرجات السطحية المتعارضة للإيفرين الطارد ونمو المحاور التي تحفز EphA3 تكمل بعضها البعض لرسم خريطة الألياف البصرية على طول المحور السقفي الذيلي المنقاري.Translated Description (French)
La projection rétinotopique sur le tectum/colliculus constitue le modèle le plus étudié de cartographie topographique et les récepteurs Eph et leurs ligands, les éphrines, sont le système moléculaire le mieux caractérisé impliqué dans ce processus. L'éphrine-A, exprimée dans un gradient rostro-caudal croissant dans le tectum/colliculus, repousse les axones des cellules ganglionnaires rétiniennes temporales (CGR) du tectum caudal et inhibe leurs ramifications postérieures à leurs zones terminales. Cependant, il existe des données contradictoires concernant la nature de la deuxième force qui guide les axones nasaux à envahir et à se ramifier uniquement dans le tectum/collicule caudal. Le modèle prédominant postule que cette seconde force est produite par un gradient rostro-caudal décroissant d'EphA7 qui repousse les fibres optiques nasales et empêche leur ramification dans le tectum rostral/colliculus. Cependant, comme les fibres optiques envahissent le tectum/colliculus qui se développe tout au long de ce gradient, ce modèle ne peut pas expliquer comment les axones se développent dans cette molécule répulsive. En utilisant des cultures rétiniennes de poulet, nous avons montré que l'ectodomaine EphA3 stimule la croissance des axones RGC nasaux d'une manière dépendante de la concentration. De plus, nous avons montré que les axones nasaux choisissent de croître sur les cellules exprimant l'EphA3 et que l'EphA3 diminue la densité des filopodes interstitiels dans les axones RGC nasaux. En conséquence, la mauvaise expression in vivo de l'ectodomaine EphA3 dirige les fibres optiques nasales vers le tectum caudal en empêchant leur ramification dans le tectum rostral. Nous avons démontré in vitro et in vivo que l'ectodomaine EphA3 (qui est exprimé dans un gradient rostro-caudal décroissant dans le tectum) est nécessaire pour la cartographie topographique en stimulant la croissance de l'axone nasal vers le tectum caudal et en inhibant leur ramification dans le tectum rostral. De plus, la capacité d'EphA3 à stimuler la croissance des axones permet de comprendre comment les fibres optiques envahissent le tectum en croissance tout au long de ce gradient moléculaire. Par conséquent, les gradients tectaux opposés de l'éphrine-A répulsive et de l'EphA3 stimulant la croissance axonale se complètent pour cartographier les fibres optiques le long de l'axe tectal rostro-caudal.Translated Description (Spanish)
La proyección retinotópica sobre el tectum/colículo constituye el modelo más estudiado de mapeo topográfico y los receptores Eph y sus ligandos, las efrinas, son el sistema molecular mejor caracterizado involucrado en este proceso. La efrina-As, expresada en un gradiente facial-caudal creciente en el tectum/colículo, repele los axones de las células ganglionares de la retina (RGC) temporales del tectum caudal e inhibe su ramificación posterior a sus zonas de terminación. Sin embargo, existen datos contradictorios con respecto a la naturaleza de la segunda fuerza que guía a los axones nasales para invadir y ramificarse solo en el tectum/colículo caudal. El modelo predominante postula que esta segunda fuerza es producida por un gradiente rostro-caudal decreciente de EphA7 que repele las fibras ópticas nasales y evita su ramificación en el tectum/colículo rostral. Sin embargo, a medida que las fibras ópticas invaden el tectum/colículo que crece a lo largo de este gradiente, este modelo no puede explicar cómo crecen los axones a lo largo de esta molécula repelente. Mediante el uso de cultivos de retina de pollo, demostramos que el ectodominio EphA3 estimula el crecimiento del axón RGC nasal de una manera dependiente de la concentración. Además, demostramos que los axones nasales eligen crecer en células que expresan EphA3 y que EphA3 disminuye la densidad de filopodios intersticiales en los axones de RGC nasales. En consecuencia, la expresión errónea del ectodominio EphA3 in vivo dirige las fibras ópticas nasales hacia el tectum caudal evitando su ramificación en el tectum rostral. Demostramos in vitro e in vivo que el ectodominio EphA3 (que se expresa en un gradiente facial-caudal decreciente en el tectum) es necesario para el mapeo topográfico al estimular el crecimiento del axón nasal hacia el tectum caudal e inhibir su ramificación en el tectum rostral. Además, la capacidad de EphA3 de estimular el crecimiento del axón permite comprender cómo las fibras ópticas invaden el tectum que crece a lo largo de este gradiente molecular. Por lo tanto, los gradientes tectales opuestos de efrina-As repelente y de EphA3 estimulante del crecimiento axonal se complementan entre sí para mapear las fibras ópticas a lo largo del eje tectal rostro-caudal.Files
journal.pone.0038566&type=printable.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:454272a825a384b30439ee8c0d8ca973
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يحفز EphA3 المعبر عنه في سقيفة الدجاج نمو الخلايا المحورية للعقدة الشبكية الأنفية وهو مطلوب لتشكيل الخريطة الطوبوغرافية للشبكية السقيفية
- Translated title (French)
- EphA3 exprimé dans le tectum de poulet stimule la croissance de l'axone des cellules ganglionnaires rétiniennes nasales et est nécessaire à la formation de cartes topographiques rétinotectales
- Translated title (Spanish)
- EphA3 expresado en el recto de pollo estimula el crecimiento del axón de las células ganglionares de la retina nasal y es necesario para la formación del mapa topográfico retinotectal
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2033999001
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0038566
References
- https://openalex.org/W125676003
- https://openalex.org/W1489145497
- https://openalex.org/W1501558564
- https://openalex.org/W1549613111
- https://openalex.org/W1584018958
- https://openalex.org/W1584346222
- https://openalex.org/W1965667056
- https://openalex.org/W1977455576
- https://openalex.org/W1978441271
- https://openalex.org/W1980094138
- https://openalex.org/W1982024326
- https://openalex.org/W1983479163
- https://openalex.org/W1984755886
- https://openalex.org/W1984769882
- https://openalex.org/W1986383569
- https://openalex.org/W1986778708
- https://openalex.org/W1987092198
- https://openalex.org/W1992764788
- https://openalex.org/W1996467200
- https://openalex.org/W1999591105
- https://openalex.org/W2002270164
- https://openalex.org/W2005423313
- https://openalex.org/W2005553407
- https://openalex.org/W2006460975
- https://openalex.org/W2010921030
- https://openalex.org/W2015689099
- https://openalex.org/W2016977025
- https://openalex.org/W2021025315
- https://openalex.org/W2043562994
- https://openalex.org/W2044751105
- https://openalex.org/W2054405029
- https://openalex.org/W2057433510
- https://openalex.org/W2058552306
- https://openalex.org/W2066799558
- https://openalex.org/W2068891950
- https://openalex.org/W2069559774
- https://openalex.org/W2070604049
- https://openalex.org/W2084567900
- https://openalex.org/W2085532366
- https://openalex.org/W2085540509
- https://openalex.org/W2085787432
- https://openalex.org/W2086497261
- https://openalex.org/W2088757208
- https://openalex.org/W2090587138
- https://openalex.org/W2094796888
- https://openalex.org/W2104123040
- https://openalex.org/W2120760119
- https://openalex.org/W2121054252
- https://openalex.org/W2121854884
- https://openalex.org/W2121952955
- https://openalex.org/W2122587655
- https://openalex.org/W2140034535
- https://openalex.org/W2143024738
- https://openalex.org/W2147842326
- https://openalex.org/W2152450869
- https://openalex.org/W2157545351
- https://openalex.org/W2157585888
- https://openalex.org/W2160819737
- https://openalex.org/W2161338125
- https://openalex.org/W2165929338
- https://openalex.org/W2310030937